بررسی مدل‌های قطر- ارتفاع گونه پده (populus euophratica oliv.) در جنگل‌های کران‌رودی شوش، استان خوزستان

سابقه و هدف: اندازه‌گیری قطر برابر سینه در مطالعات میدانی نسبت به ارتفاع درختان ساده‌تر، دقیق‌تر و کم هزینه‌تر است. فهم و درک ارتباط بین قطر و ارتفاع برای توسعه مدل‌های رویش، مدل‌های آلومتریک جهت برآورد زی‌توده و ترسیب کربن در راستای مدیریت جنگل امری ضروری و اساسی می‌باشد. وجود رابطه قوی بین قطر و ارتفاع درختان به عنوان یک شاخص مفید در مدیریت جنگل محسوب شده و می‌توان آن را با مدل‌های ریاضی توصیف کرد. با توجه به اینکه مدل‌های غیرخطی انعطاف پذیر، دارای قابلیت تفسیر و قوی هستند لذا در این مطالعه برخی از مهم‌ترین مدل‌ها مورد ارزیابی قرار گرفت. مواد و روش ها: در این تحقیق 21 مدل غیرخطی به همراه مدل خطی ساده به داده‌های قطر- ارتفاع درختان پده در منطقه شوش استان خوزستان و در قطعات نمونه 100 متر مربعی برازش داده‌ شد. داده‌های 1163 درخت پده مورد استفاده قرار گرفت و بطور تصادفی به دو بخش تقسیم شد، 80% داده‌ها جهت برآورد پارامترهای مدل استفاده شد (برازش مدل) و مابقی داده‌ها (20%) جهت اعتبارسنجی مدل نگه داشته شدند. تمامی مدل‌ها با استفاده از معیارهای ارزیابی عملکرد مدل مثل: آماره t پارامترهای مدل، درصد مجذور میانگین مربعات خطا (rmse%)، درصد میانگین قدرمطلق خطا (mae%)، درصد میانگین اریب (bias mean%)، معیار اطلاعات آکائیک (aic) و معیار اطلاعات بیزی (bic) مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفت.یافته ها: پارامترهای 8 مدل در سطح خطای 5% معنی‌دار نشد. مقادیر rmse%، mae%، درصد میانگین اریب، aic و bic برای مدل m12 به ترتیب: 8.98%، 6.78%، 0.0010-%، 1451.82 و 1469.73 بدست آمد. همین مقادیر برای مدل m21 به ترتیب: 9.15%، 6.94%، 0005/%0، 1476.95 و 1494.86 بدست آمد. مقادیر پیش‌بینی و واقعی ارتفاع در این دو مدل در سطح خطای 5% تفاوت معنی داری نداشتند. نتایج آزمون t جفتی نشان داد که مدل‌های غیرخطی m21 و m12 ارتفاع درختان پده را با دقت مناسب پیش‌بینی کرده-اند. دو مدل (prodan1 با نام m12) و (prodan2 با نام m21) بر اساس رتبه‌بندی تمام معیارهای ارزیابی عملکرد مدل در داده‌های برازش و اعتبار به عنوان بهترین مدل انتخاب شد. نتیجه گیری: اکثریت مدل‌های دو پارامتری و برخی از مدل‌های سه پارامتری برازش معنی‌داری را با داده‌ها نشان دادند. اما از نظر کلیه معیارهای ارزیابی عملکرد دو مدل سه پارامتری به عنوان بهترین مدل انتخاب شدند. نتایج این مطالعه، تنوع انواع مدل‌های غیرخطی دو و سه پارامتری، وجود مدل‌های مخلوط که در کنار متغیرهای اصلی یک یا دو متغیر کمکی را نیز در مدل‌سازی دخالت می‌دهند و رویشگاه‌های متفاوت با ساختار مختلف بیان‌گر این موضوع می‌تواند باشد که تحقیقات بیشتری در این رابطه صورت پذیرد.

modeling height–diameter relationship for populus euphratica in shoosh riparian forests, khoozestan province

background and objectives: in situ measuring diameter at breast height (dbh) is simpler, more accurate, and less expensive than tree height. understanding the relationship between height and diameter is essential for developing models for predicting growth, biomass production, and carbon storage models in the direction of forest management. the existence of a strong relationship between the diameter and the height of trees is considered as a useful index in forest management and can be described with mathematical models. considering those non-linear models are flexible, interpretable, and robust, hence some of them were used in this study.materials and methods: in this study, 21 widely used candidate nonlinear models and one simple linear model were fitted to tree height and diameter at breast height data for populus euphratica oliv. within a 100 m2 at shoosh area of khuzestan province. data from 1,163 trees were used and randomly split into two sets: 80% of the data was used to estimate model parameters (model fitting), and the remaining (20%) was saved for model validation. all models were evaluated using model performance evaluation criteria such as t-statistics of model parameters, root mean square error percentage (rmse%), mean absolute error percentage (mae%), mean bias error percentage (me%), akaike’s information criterion (aic) and bayesian information criterion (bic).results: the parameters of the 8 models were not significant at the 5% level. rmse, mae, bias, aic and bic values for model #m12 were 8.98%, 6.78%, -0.0010%, 1451.82, and 1469.73, respectively. the same values were obtained for model #m21: 9.15%, 6.94%, 0.0005%, 1476.95, and 1494.86 respectively. the predicted and actual height values in these two models were not significantly different at the 5% level. results of the paired-sample t-test showed that the nonlinear models m21 and m12 predicted the height of populus euophratica trees with appropriate accuracy. two models, i.e., prodan1 with the name of m12 and prodan2 with the name of m21, were selected as the best models based on the ranking of all criteria for evaluating the model's performance in the fitting and validity datasets. conclusion: the majority of two-parameter models and some three-parameter models showed a significant fit with the data. however, in terms of all performance evaluation criteria, two three-parameter models were chosen as the best models. based on the results of this study and the wide range of two-and-three parameter non-linear models, mixed models that include one or two covariates in the modeling efforts, further research is needed in border regions, sites, and locations with different stand structures.